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ABB PLC在石灰窑监控系统中的应用

2008/4/3 14:00:14

         (提供: ABB(中国)有限公司 ,作者:安宏伟 王杰 鲍华亮,) 

  摘要:本文介绍了ABB AC500 型PLC在石灰窑监控系统中的应用。PLC除了用于对现场仪表的数据采集和处理以外,还用来完成对现场的机械设备的连锁自动控制。此外,工控组态软件iFIX作为一种标准的人机界面(HMI)被用于监控工业生产的动态过程。
  关键词:PLC 石灰窑 过程监控 iFIX组态软件  
  Abstract: In this paper, we discuss the application of ABB AC500 PLC in the process
 monitoring and control for limekiln production. The PLC is mainly utilized for collecting
 process data as well as realizing auto-controlling of field mechanism. In addition, 
iFIX configuration software with a Human man-Machine Interface (HMI) is used 
to monitor the dynamical industrial process.  Keywords: PLC; Limekiln; Process
 Monitoring and Control; iFIX configuration software
  
  引言
  活性石灰是钢铁行业必不可少的材料,近几年我国的钢铁行业发展迅速,因此钢铁行业对活性石灰的需求相当的大,石灰品质的好坏直接影响着钢铁的质量,因此,采用先进的自动控制系统,对于提高炼铁炼钢的产量和质量,有十分重要的意义。
  当前可编程控制器(PLC)是专为工业环境下应用而设计的工业控制计算机,已经成为电气控制系统中应用最为广泛的核心装置,它不仅能实现复杂的逻辑控制,还能完成各种顺序或定时的闭环控制功能,并且抗干扰能力强、可靠性高、稳定性好、体积小,能在恶劣环境下长时间、不间断运行,且编程简单,维护方便,并配有各类通讯接口与模块处理,可方便各级连接。 
  1。石灰窑监控系统概述
  石灰窑生产的原料主要是石子(石灰石),成品是生石灰。在竖窑的加料口加入石灰石和焦碳,经过煅烧成生石灰,输出到成品料仓。控制系统主要包括石灰石和焦碳运输系统、给料系统、称量系统、上料系统、布料煅烧系统、冷却空气循环系统、助燃空气循环系统、废气除尘循环系统、成品出窑、运输系统。并要求在主控室能打印报表,显示窑体相关温度,各分系统的运行状态,电动机的运行电流等。
  新建石灰窑工艺设计先进,自动化程度高,所有设备具备机旁手动、主控室手动、主控室自动三种控制模式,并具备设备故障诊断报警功能。 
  根据用户和工艺设计的要求,石灰窑生产的过程监控部分采用典型的两级监控方式:生产管理级和现场控制级。上位机以标准的工业控制计算机(IPC)作为主要的人机界面(Human-Machine Interface),为生产管理级,完成对下位机的监控、生产操作管理等,主要面向操作人员;下位机由ABB AC500系列PLC构成,为基础测控级,完成生产现场的数据采集及过程控制等,面向生产过程。
  (1)生产管理级
  面向生产操作人员,在HMI的监控画面上显示各种设备的工况参数,并通过HMI来对生产过程进行控制调节。根据生产情况可选择机旁手动、主控室手动、主控室自动工作模式。当生产中出现异常时,在HMI上显示报警信息。对生产中的各种数据进行存储、管理、产生各种生产报表。
  (2)现场控制级
  面向生产过程,由可编程控制器以及现场智能I/O处理器、各种模板构成,为基础测控级。完成生产现场大量压力、温度、流量的采集和处理,对生产过程进行控制。自动控制系统通过对由振动给料筛、料斗提升机、电子秤量斗、单斗提升机,拖板出料机、卸料闸板、振动给料机构成的竖窑筛选、加料、卸料系统的自动控制,实现原料的筛选、加料、卸料的自动化。在出料过程中为保证石灰竖窑的密闭型,必须确保上下卸料闸板只有一个同时处于开启状态。通过助燃空气压力、冷却空气压力的PID调节,达到恒压控制的要求。
  根据以上的控制要求,下面我们将详述为满足石灰窑过程监控系统所需要的硬件和软件组态。
  2。系统硬件配置
  为了满足上面提到的石灰窑过程监控系统的控制要求,我们采用ABB公司的AC500系列可编程控制器,AC500采用模块化设计。
  (1)研华的工业控制计算机(IPC),操作系统为Windows 2000 Professional,采用Pentium Ⅳ处理器,2.66GHz主频,256M内存,80G硬盘
  (2)CPU模块:ABB公司的AC500系列可编程控制器CPU有PM571、PM581、PM591三个不同的等级,本系统采用PM581,在CPU上带有:LCD的显示、一组操作按键、一个SD卡的扩展口和两个集成的串行通讯口, CPU底板集成以太网接口,并保留CS31通讯接口,具有与AC31系列PLC兼容性好的特点。
  (3)本地扩展模块:ABB 16通道AI523模拟量输入模块2个, 8输入/8输出通道AX522模拟量输入/输出模块1个, DX531开关量输入/输出模块(可设置)4个。
  (4)分布式扩展:ABB DC551远程扩展模块1个,带CS31接口,并有8点24V DC开关量输入,16点24V DC可设置的输入/输出,DX531开关量输入/输出模块2个,DC523开关量输出模块1个。
  (5)电源模块:ABB CP-S电源,输入AC85-264V/输出DC24V,10A、5A各1个,单独安装。

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